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并联机器人是机器人技术领域的一个重要分支，由于空间少自由度并联机器人具有结构简单、控制容易以及造价低等优点，已成为机器人研究领域的新热点。本文在分析国内外空间少自由度并联机器人研究与应用现状的基础上，对空间少自由并联机器人机构学分析与运动学控制进行了系统的研究。 本文首先分析了3RPS构型空间三自由度并联机器人，对设计的并联机器人展开了运动学分析，建立基于3RPS构型的空间三自由并联机器人位置正解和反解方程。 由于并联机器人刚度性能直接反映其负载能力，对运动精度有直接的影响，为提高3RPS构型并联机器人的刚度，本文在3RPS构型基础上加入了一条冗余驱动支链，形成了新型的3RPS/UPS构型的空间三自由度并联机器人。对3RPS/UPS并联机器人进行了运动学分析，建立了位置正解和反解方程。 其次，本文针对3RPS和3RPS/UPS两种构型并联机器人，研究了在驱动支链长度和关节副的限制条件下的工作空间求解方法，采用球坐标法求解了位置空间，利用截面法求解了运动自由度空间。 再次，研究了并联机器人的刚度特性。采用螺旋原理法，分别求解出3RPS和3RPS/UPS并联机器人的雅克比矩阵，求得，动平台与关节的速度关系和力/力矩关系。利用雅克比矩阵分析了3RPS和3RPS/UPS构型并联机器人的刚度系数随关节角度的变化规律，结果表明：在UPS冗余驱动支链的作用下，3RPS/UPS构型并联机器人比3RPS构型并联机器人具有更好的刚度性能。 另外，本文研究设计了并联机器人运动控制算法。依据并联机器人位置反解运算简单，位置正解运算复杂的特点，采用了基于关节空间的闭环控制策略。同时，考虑到并联机器人动力学模型具有多变量、非线性、强耦合和难求解等特点，本文对不依赖于数学模型的控制算法进行了研究和设计，可以概括为分支独立控制算法和联合控制算法。分支独立控制是指针对并联机器人n条驱动支链的每一条支链设计独立的控制器，包括PID控制、迭代控制、模糊PID控制、单神经元PID控制。联合控制算法是指针对并联机器人n条驱动支链系统设计一个控制器，控制器的输入和输出包含了所有支链的信息，包括RBF神经网络自适应控制、RBF网络+PD控制、反演RBF自适应控制。 最后，基于本文设计的控制算法进行了3RPS并联机器人的运动控制仿真分析。借助于Matlab强大的建模与仿真功能，利用SimMechanics模块库搭建了并联机器人的完整动力学模型，在Simulink环境下建立了控制系统模型，对各控制算法的控制结果进行了分析和比较。 本文涉及并联机器人构型设计、工作空间分析、刚度分析、控制策略和运动控制仿真等方面的探索性研究，具有深远的理论意义和广阔的应用价值。